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项目二手动变速器的构造与维修汽车底盘构造与维修项目二手动变速器的构造与维修任务一手动变速器的认知一、变速器功用和齿轮传动的基本原理1．变速器的功用变速器安装位置如图2-1所示，其作用是将离合器传来的动力传给万向传动装置或驱动桥，具体功用如下：图2-1变速器安装位置项目二手动变速器的构造与维修（1）实现变速、变矩。改变传动比，扩大驱动轮转速和转矩的变化范围，以适应汽车不同工况下所需的牵引力和合适的行驶速度，并使发动机尽量在最佳的工况下工作。变速器是通过不同的挡位来实现这一功用的。（2）实现倒车。发动机的旋转方向从前往后看为顺时针方向，且是不能改变，为了实现汽车的倒向行驶，变速器中设置了倒挡。（3）实现中断动力传动。在发动机起动和怠速运转、变速器换挡、汽车滑行和暂时停车等情况下，都需要中断发动机的动力传动，因此变速器中设有空挡。2．变速器的分类变速器按传动比的级数可分为有级式、无级式和综合式三种；按操纵方式可分为手动变速器、自动变速器和手动自动一体变速器三种。项目二手动变速器的构造与维修3．齿轮传动的基本原理普通齿轮变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动来实现转矩和转速的改变的。齿轮传动的基本原理如图2-2所示，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以实现变速，而且两齿轮的转速比与其齿数成反比。图2-2齿轮传动的基本原理项目二手动变速器的构造与维修设主动齿轮转速为n1、齿数为z1；从动齿轮转速为n2、齿数为z2；主动齿轮（即输入轴）转速与从动齿轮（即输出轴）转速之比值为传动比（i12），则由1传到2的传动比i12=n1/n2=z2/z1当小齿轮为主动齿轮，带动大齿轮转动时，输出转速降低，即n2n1，为减速传动，此时传动比大于1；当大齿轮驱动小齿轮时，输出转速升高，即n2n1，为增速传动，此时传动比小于1。汽车变速器就是根据这一原理，利用若干大小不同的齿轮副传动而实现变速的。一对齿轮传动只能得到一个固定的传动比，从而得到一种输出转速，并构成一个挡位。为了扩大变速器输出转速的变化范围，普通齿轮式变速器通常都采用多组大小不同的齿轮啮合传动，这样就构成了多个不同的挡位。不同的挡位对应于不同的传动比值，从而得到各种不同的输出转速。项目二手动变速器的构造与维修图2-3为两级齿轮传动示意图，齿轮1为主动齿轮，驱动齿轮2转动，齿轮3与齿轮2固连在一起，再驱动齿轮4转动，并输出动力，此时由齿轮1传到齿轮4的传动比为i14=n1/n4=（z2z4）/（z1z3）=i12i34图2-3两级齿轮传动示意图1、3—主动齿轮；2、4—从动齿轮项目二手动变速器的构造与维修因此，多级齿轮传动的传动比可以总结为i=所有从动齿轮齿数的乘积/所有主动齿轮齿数的乘积=各级齿轮传动比的乘积对于变速器，各挡的传动比i就是变速器输入轴转速与输出轴转速之比（也等于变速器输出轴转矩与输入轴转矩之比）。即i=n输入/n输出=T输出/T输入当i1时，n输出n输入，T输出T输入，此时实现降速增矩，为变速器的低挡位，且i越大，挡位越低；当i=1时，n输出=n输入，T输出=T输入，为变速器的直接挡；当i1时，n输出n输入，T输出T输入，此时实现升速降矩，为变速器的超速挡。项目二手动变速器的构造与维修二、变速器的结构和工作原理手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分（图2-4）。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的作用是实现变速器传动比的变换——换挡。变速传动机构是变速器的主体。手动变速器按工作轴的数量（不包括倒挡轴）可分为二轴式变速器和三轴式变速器。图2-4变速器的组成项目二手动变速器的构造与维修1．变速器的变速传动机构1）二轴式变速器的变速传动机构二轴式变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车，一般与驱动桥（前桥）合称为手动变速驱动桥。前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式（图2-5和图2-6），与其配用的二轴式变速器也有两种不同的结构形式。发动机纵置时，主减速器为一对圆锥齿轮；发动机横置时，主减速器采用一对圆柱齿轮。项目二手动变速器的构造与维修图2-5发动机横置的二轴变速器传动示意图项目二手动变速器的构造与维修图2-6发动机纵置的二轴变速器传动示意图项目二手动变速器的构造与维修图2-7和图2-8分别为桑塔纳2000型轿车二轴式五挡手动变速器变速传动机构的结构图和示意图。图2-7桑塔纳2000型轿车二轴式五挡手动变速器变速传动机构a）结构图项目二手动变速器的构造与维修图2-8桑塔纳2000型轿车二轴式五挡手动变速器变速传动机构b）示意图项目二手动变速器的构造与维修该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴，两轴平行布置，输入轴同时是离合器的从动轴，输出轴是主减速器的主动锥齿轮轴。该变速器具有5个前进挡（一至三挡为降速挡，四挡为直接挡，五挡为超速挡）和1个倒挡，全部采用锁环式惯性同步器换挡。变速器的输入轴前端通过轴承支撑在发动机曲轴后端的中心孔内。输入轴上有一至五挡主动齿轮和倒挡齿轮以及三、四挡和五挡同步器。各机件的安装位置从前往后依次为四挡主动齿轮，三、四挡同步器，三挡主动齿轮，二挡主动齿轮，倒挡主动齿轮，一挡主动齿轮，五挡主动齿轮，五挡同步器等。其中，二挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、一挡主动齿轮与轴制成一体，三、四、五挡主动齿轮及五挡同步器都通过轴承支撑在输入轴上，三、四挡同步器和五挡齿圈都通过花键固定在输入轴上。项目二手动变速器的构造与维修输出轴与主减速器的主动锥齿轮制成一体，其上相应地有主减速器主动锥齿轮、一至五挡从动齿轮和一、二挡同步器。各机件的安装位置从前往后依次为主减速器主动锥齿轮，四挡从动齿轮，三挡从动齿轮，二挡从动齿轮，一、二挡同步器，一挡从动齿轮，五挡从动齿轮等。其中，三、四、五挡从动齿轮及一、二挡同步器与输出轴制成一体，一、二挡从动齿轮通过轴承支撑在输出轴上。各挡动力传动路线，见表2-1。项目二手动变速器的构造与维修项目二手动变速器的构造与维修2）三轴式变速器的变速传动机构三轴式变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。下面以东风EQ1092中型货车的变速器为例进行介绍，其结构简图如图2-8所示。该变速器有3根主要的传动轴，一轴、二轴和中间轴，所以称为三轴式变速器，另外还有倒挡轴。项目二手动变速器的构造与维修图2-8东风EQ1092中型货车的三轴式变速器1-一轴；2-一轴常啮合齿轮；3-一轴常啮合齿轮接合齿圈；4、9-接合套；5-四挡齿轮接合齿圈；6-二轴四挡齿轮；7-二轴三挡齿轮；8-三挡齿轮接合齿圈；10-二挡齿轮接合齿圈；11-二轴二挡齿轮；12-二轴一、倒挡直齿滑动齿轮；13-变速器壳体；14-二轴；15-中间轴；16-倒挡轴；17、19-倒挡中间齿轮；18-中间轴一、倒挡齿轮；20-中间轴二挡齿轮；21-中间轴三挡齿轮；22-中间轴四挡齿轮；23-中间轴常啮合齿轮；24、25-花键毂；26-一轴轴承盖；27-回油螺纹项目二手动变速器的构造与维修该变速器为五挡变速器，各挡传动情况如下。（1）空挡。二轴上的各接合套、传动齿轮均处于中间空转的位置，动力不传给第二轴。（2）一挡。前移一、倒挡直齿滑动齿轮与中间轴一挡齿轮啮合。动力经一轴齿轮、中间轴常啮合齿轮、中间轴齿轮、二轴一倒挡齿轮，传到第二轴，使其顺时针旋转（与第一轴同向）。（3）二挡。后移接合套9与二轴二挡齿轮的接合齿圈啮合。动力经一轴齿轮、中间轴常啮合齿轮、中间轴二轴齿轮、二轴二挡齿轮、二挡齿轮接合齿圈、接合套9、花键毂24，传到第二轴，使其顺时针旋转。（4）三挡。前移接合套9与二轴三挡齿轮的接合齿圈啮合。动力经一轴齿轮、中间轴常啮合齿轮、中间轴三轴齿轮、二轴三挡齿轮、三挡齿轮接合齿圈、接合套9、花键毂24，传到二轴使其顺时针旋转。项目二手动变速器的构造与维修（5）四挡。后移接合套4与二轴四挡齿轮的接合齿圈啮合。动力经一轴齿轮、中间轴常啮合齿轮、中间轴四挡齿轮、二轴四挡齿轮、四挡齿轮接合齿圈、接合套4、花键毂25，传到二轴使其顺时针旋转。（6）五挡。前移接合套4与一轴常啮合齿轮的接合齿圈啮合。动力直接由一轴、一轴常啮合齿轮、一轴常啮合齿轮接合齿圈、接合套4、花键毂25，传到二轴，传动比为1。由于二轴的转速与一轴相同，故此挡称为直接挡。（7）倒挡。后移二轴上的一、倒挡直齿滑动齿轮与倒挡齿轮17啮合。动力经一轴常啮合齿轮、中间轴常啮合齿轮、中间轴一、倒挡齿轮、倒挡中间齿轮19、17、二轴一、倒挡直齿滑动齿轮，传给二轴使其逆时针旋转，汽车倒向行驶。倒挡传动路线与其他挡位相比较，由于多了倒挡中间齿轮的传动，所以改变了二轴的旋转方向。项目二手动变速器的构造与维修2．同步器同步器的功用是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换挡时间；且防止在同步前啮合而产生换挡冲击。目前所采用的同步器几乎都是摩擦式惯性同步器，按锁止装置不同，可分为锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器。锁环式同步器的结构如图2-9所示，花键毂用内花键套装在二轴外花键上，用垫圈、卡环轴向定位。3个滑块分别装在花键毂上3个均布的轴向槽内，沿槽可以轴向移动。花键毂两端与齿轮之间各有一个青铜制成的锁环（即同步环）。锁环有内锥面，与接合齿圈外锥面相配合，组成锥面摩擦副。通过这对锥面摩擦副的摩擦，可使转速不等的两齿轮在接合之前迅速达到同步。锁环上的花键齿在对着接合套的一端制有倒角（称为锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。同步器在结构设计上保证：只有当锁环与接合套转速达到同步时，两者方可进行啮合（即挂上挡）。项目二手动变速器的构造与维修图2-9锁环式惯性同步器项目二手动变速器的构造与维修3．变速器的操纵机构变速器操纵机构按照变速操纵杆（变速杆）位置的不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。直接操纵式的变速器布置在驾驶人座椅附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶人可以直接操纵，多用于发动机前置后轮驱动的车辆，解放CA1091中型货车六挡变速器操纵机构就采用这种形式（图2-10）。图2-10解放CA1091中型货车六挡变速器操纵机构项目二手动变速器的构造与维修在有些汽车上，由于变速器离驾驶人座位较远，则需要在变速杆与拨叉之间加装一些辅助杠杆或一套传动机构，构成远距离操纵机构。这种操纵机构多用于发动机前置前轮驱动的轿车，如桑塔纳2000轿车的五挡手动变速器，由于其变速器安装在前驱动桥处，远离驾驶人座椅，需要采用这种操纵方式，如图2-11所示。远距离操纵式变速器在变速器壳体上具有类似于直接操纵式的内换挡机构，如图2-12所示。图2-11桑塔纳2000轿车五挡手动变速器的远距离操纵机构1-支撑杆；2-内换挡杆；3-换挡杆接合器；4-外换挡杆；5-倒挡保险挡块；6-换挡手柄座；7-变速杆；8-换挡标记项目二手动变速器的构造与维修图2-12桑塔纳2000轿车五挡手动变速器的内换挡机构1-五、倒挡拨叉轴；2-三、四挡拨叉轴；3-定位拨销；4-倒挡保险块；5-内换挡杆；6-定位弹簧；7-一、二挡拨叉轴项目二手动变速器的构造与维修为了保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，变速器操纵机构一般都具有换挡锁装置，包括自锁装置、互锁装置和倒挡锁装置。自锁装置用于防止变速器自动脱挡或挂挡，并保证轮齿以全齿宽啮合；互锁装置用于防止同时挂上两个挡位；倒挡锁装置用于防止误挂倒挡。自锁装置的结构原理如图2-13所示。换挡拨叉轴上方有3个凹坑，上面有被弹簧压紧的钢珠，当拨叉轴位置处于空挡或某一挡位置时，钢珠压在凹坑中内，起到了自锁作用。图2-13自锁装置项目二手动变速器的构造与维修互锁装置的结构原理如图2-14所示。当中间拨叉轴移动挂挡时，另外两个拨叉轴被钢球锁住，防止同时挂上两个挡而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用。图2-14互锁装置项目二手动变速器的构造与维修倒挡锁装置的结构原理如图2-15所示。当换挡杆下端向倒挡拨叉轴移动时，必须压缩弹簧才能进入倒挡拨叉轴上的拨块槽中。这样防止了在汽车前进时因误挂倒挡而导致零件损坏，起到了倒挡锁的作用。当倒挡拨叉轴移